溶膠凝膠法改性苧麻纖維制備吸油材料及其性能研究.pdf

1、石油污染是海洋污染的主要類型之一，溢油則成為石油進入海洋的主要方式。溢油事故發(fā)生時，大量原油被釋放，不僅造成海洋生態(tài)環(huán)境和淡水生態(tài)環(huán)境的污染，而且溢油所釋放的危險化學(xué)物質(zhì)，對水生生物和人類都是有毒有害的，可能需要幾十年的時間來去除。因此，如何有效地治理石油污染，修復(fù)生態(tài)環(huán)境，已成為人們關(guān)注的熱點。
　　本論文以懸鈴葉苧麻纖維為研究對象，采用溶膠凝膠法利用正硅酸乙酯對苧麻纖維進行表面粗糙結(jié)構(gòu)構(gòu)建，并以十八烷基三氯硅烷（OTS）為低表

2、面能改性劑進行處理，從而制備具有較高疏水親油性能的吸油材料。分別對改性前后的懸鈴葉苧麻纖維材料進行相關(guān)實驗測定，對其疏水親油性能進行評價。
　　實驗結(jié)果表明，材料粒徑對其吸油效果有一定影響，其中粒徑為20-40目的苧麻纖維材料的吸附效果最佳，以其為研究對象進行疏水改性。改性后懸鈴葉苧麻纖維的快速吸水量和飽和吸水量分別降低了94.25％和94.26%，表現(xiàn)出了超強的疏水性；對原油、柴油、潤滑油、豆油和花生油的最大吸油量分別達到15.

3、0315±0.0189 g/g、6.1059±0.0154 g/g、12.4609±0.0347 g/g、9.1645±0.2100 g/g和8.6544±0.1000 g/g。改性前后懸鈴葉苧麻纖維對柴油、潤滑油、豆油、花生油和水的吸附速率基本在5min內(nèi)達到穩(wěn)定狀態(tài)；對柴油、潤滑油、豆油和花生油的保油率均在30min內(nèi)達到穩(wěn)定，并且改性后苧麻纖維的保油率分別為84.08%、67.97%、70.15%和67.05%，提高約1.01倍、

4、1.21倍、1.19倍和1.23倍。
　　由材料表征結(jié)果可知，改性后懸鈴葉苧麻纖維中的親水基團減少，并且出現(xiàn)了疏水基團 Si-O-Si；苧麻纖維表面出現(xiàn)了顆粒狀物質(zhì)，在纖維表面構(gòu)建了粗糙結(jié)構(gòu)；改性后懸鈴葉苧麻纖維的結(jié)晶度降低，非結(jié)晶區(qū)出現(xiàn)的比例增加，材料的多孔狀結(jié)構(gòu)更加明顯；改性后苧麻纖維含水率變小，主熱解溫度變大，熱解速率變小，苧麻纖維中小分子側(cè)鏈含量減小。證明實驗成功在苧麻纖維表面覆蓋 SiO2納米粒子，從而使其具有較好的疏水

5、親油性能。
　　改性前懸鈴葉苧麻纖維對水的接觸角幾乎為0°，改性后懸鈴葉苧麻纖維對水的接觸角為113°±1°，最大為116°±1°，表現(xiàn)出較強的疏水性。改性后懸鈴葉苧麻纖維對潤滑油原油、豆油的接觸角分別為33°±1°、20°±1°、29°±1°。根據(jù)動態(tài)接觸角模型計算改性后苧麻纖維對水、潤滑油、原油和豆油的k0值分別為-0.08、0.24、0.14和0.23，說明其對潤滑油的潤濕性最后。利用最小二乘法線性擬合計算出改性后苧麻纖維的